NO335754B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass - Google Patents

Fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass Download PDF

Info

Publication number
NO335754B1
NO335754B1 NO20011754A NO20011754A NO335754B1 NO 335754 B1 NO335754 B1 NO 335754B1 NO 20011754 A NO20011754 A NO 20011754A NO 20011754 A NO20011754 A NO 20011754A NO 335754 B1 NO335754 B1 NO 335754B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas
reformer
carbon dioxide
steam
natural gas
Prior art date
Application number
NO20011754A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20011754D0 (no
NO20011754L (no
Inventor
Kazuto Kobayashi
Kazuhiro Morita
Masaki Iijima
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Ind Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Publication of NO20011754D0 publication Critical patent/NO20011754D0/no
Publication of NO20011754L publication Critical patent/NO20011754L/no
Publication of NO335754B1 publication Critical patent/NO335754B1/no

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0238—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a carbon dioxide reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0816—Heating by flames
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0866—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combination of different heating methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0888—Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894—Generation of steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1288—Evaporation of one or more of the different feed components
    • C01B2203/1294—Evaporation by heat exchange with hot process stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C01B2203/143—Three or more reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ved bruk av et synteseanlegg omfattende en reformer (10) som har et dampreformeringsreaksjonsrør (II), en forbrenningsstrålingsseksjon (12) anordnet rundt reaksjonsrøret (11) for oppvarming av dette, og en konveksjonsseksjon (13) som kommuniserer med forbrenningsstrålingsseksjonen (12). En dampholdig naturgass fremstilles ved tilsetning av damp til en naturgass. Den dampholdige naturgass forvarmes ved at den føres gjennom reformerens (10) konveksjonsseksjon (13), og den forvarmede naturgass føres deretter til reaksjonsrøret (11). Etter å være blitt forvarmet i konveksjonsseksjonen (13) tilføres karbondioksidet til reaksjonsrøret (11), hvorved det dannes en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass, som angitt i krav 1 og krav 4. Syntesegassen skal benyttes for syntese av bensin, metanol eller dimetyleter etter GTL-prosessen (GTL = "Gas to Liquid"; gass til væske).
En syntesegass omfattende hydrogen (H2) og karbonmonoksid (CO) benyttes som et råmateriale for syntese av bensin, osv., etter GTL-prosessen i henhold til Fischer-Tropsch-reaksj onssystemet.
Denne syntesegass er konvensjonelt blitt fremstilt etter den følgende fremgangsmåte.
Ved bruk av et syntesegassanlegg utstyrt med en reformer omfattende et dampre-formeringsreaksjonsrør, en forbrenningsstrålingsseksjon anordnet rundt reaksjonsrøret for oppvarming av reaksjonsrøret ved forbrenning av brensel, og en konveksjonsseksjon som kommuniserer med forbrenningsstrålingsseksjonen, tilføres damp og karbondioksid til en naturgass benyttet som en rågass for fremstilling av en blandet gass, hvilken så føres gjennom konveksjonsseksjonen, slik at den forvarmes til en forhåndsbestemt temperatur. Den resulterende forvarmede blandede gass innføres så i reaksjonsrøret, slik at naturgassen dampreformeres sammen med karbondioksid, hvorved syntesegassen inneholdende hydrogen (H2) og karbonmonoksid (CO) fås. Fordi temperaturen i reaksjonsrøret som skal oppvarmes av forbrenningsstålingsseksjonen kan reduseres som følge av forvarmingen av den blandede gass, vil denne forvarming bidra til en reduksjon i brenselforbruket.
Hvis derimot naturgassen som er blitt tilsatt damp og karbondioksid forvarmes til en temperatur på 550-600 °C eller mer i reformerens konveksjonsseksjon i henhold til den konvensjonelle fremgangsmåte, forårsakes en termisk spaltning av hydrokarboner i naturgassen fra C2(etan) og oppover, hvorved det blir dannet karbon. Det således dannede karbon har tendens til å adherere til innerveggen av naturgass-forvarmingsseksjonen (rørledning), hvilket avstedkommer en forringelse av rørledningens varmeveks-lingsytelse og følgelig en forringelse av graden av varme veksling.
Dersom overflatetemperaturen i forvarmingsseksjonen økes ytterligere, kan forvarmingsseksjonen eventuelt skades. Hvis dessuten det således dannede karbon tillates å trenge inn i katalysatorlaget som er innlemmet i reformerens reaksjonsrør og befinner seg på nedstrømssiden av forvarmingsseksjonen, kan katalysatorlaget tilstoppes, hvilket vil ha en uheldig innvirkning på reaksjonen og på varmeoverfaringen, eller katalysatoren så vel som reaksjonsrøret vil under visse omstendigheter kunne skades.
I dokumentet EP 307843 Al beskrives reformering av naturgass med damp og karbondioksid, der karbondioksid forvarmes og sammenføres med naturgass/damp før ytterligere forvarming.
For å unngå et forøkende forbruk av naturgass for forvarming av en naturgass i hvilken det er blitt innlemmet damp og karbondioksid i reformerens konveksjonsseksjon, er det derfor nødvendig ved den konvensjonelle fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass å regulere forvarmingstemperaturen til en temperatur lavere enn 560 °C. Som en følge derav er det ved den konvensjonelle fremgangsmåte vanskelig å redusere reformerens brenselforbruk og å oppnå en effektiv gjenvinning av varme i konveksj onsseksj onen.
KORT SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN
Det er derfor et siktemål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass, som gjør det mulig å tilføre en naturgass i hvilken det er innlemmet damp og karbondioksid, og som er forvarmet til en relativt høy temperatur, til en reformer og derved gjøre det mulig å spare inn på brenselforbruket i reformeren og effektivt utnytte varmetapet i reformeren.
Med oppfinnelsen tilveiebringes det således en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ved bruk av et synteseanlegg omfattende en reformer som har et dampre-formeringsreaksjonsrør, en forbrenningsstrålingsseksjon anordnet rundt reaksjonsrøret for oppvarming av reaksjonsrøret ved forbrenning av brensel, og en konveksjonsseksjon som kommuniserer med forbrenningsstrålingsseksjonen,karakterisert vedat den omfatter de følgende trinn: tilførsel av damp til en naturgass for fremstilling av en dampholdig naturgass,
føring av den dampholdige naturgass gjennom reformerens konveksjonsseksjon, hvorved den dampholdige naturgass forvarmes opp til en første temperatur som ikke vil spalte hydrokarboner av C2eller mer som fins i naturgassen,
forvarming av karbondioksid opp til en andre temperatur fra 550 °C til 650 °C som er høyere enn den første temperatur ved føring av karbondioksidet gjennom reformerens konveksjonsseksjon, og
tilførsel av den forvarmede dampholdige naturgass og det forvarmede karbondioksid til reaksjonsrøret, hvorved det dannes en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid.
Med oppfinnelsen tilveiebringes det ytterligere en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ved bruk av et synteseanlegg omfattende en reformer og en preliminær reformer som er anordnet på reformerens oppstrømsside, hvilken reformer omfatter et dampreformeringsreaksjonsrør, en forbrenningsstrålingsseksjon anordnet rundt reaksjonsrøret for oppvarming av reaksjonsrøret ved forbrenning av brensel, og en konveksjonsseksjon som kommuniserer med forbreningsstrålingsseksjonen, kjennetegnet ved at den omfatter de følgende trinn: tilførsel av damp til en naturgass for fremstilling av en dampholdig naturgass,
føring av den dampholdige naturgass gjennom reformerens konveksjonsseksjon, hvorved den dampholdige naturgass forvarmes opp til en første temperatur som ikke vil spalte hydrokarboner av C2eller mer som fins i naturgassen,
tilførsel av den forvarmede dampholdige naturgass via den preliminære reformer til reaksjonsrøret,
forvarming av karbondioksid opp til en andre temperatur fra 550 °C til 650 °C som er høyere enn den første temperatur ved føring av karbondioksidet gjennom reformerens konveksjonsseksjon, og
tilførsel av det forvarmede karbondioksid via en ledning som er anordnet mellom reaksjonsrøret og den preliminære reformer og føring av den forvarmede dampholdige naturgass og det forvarmede karbondioksid til reaksjonsrøret, og derved produsere en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid.
Det beskrives også en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ved bruk av et synteseanlegg omfattende en reformer og en ovn for partiell oksidasjon anordnet på nedstrømssiden av reformeren, hvilken reformer omfatter et dampreformeringsreaksjonsrør, en forbrenningsstrålingsseksjon anordnet rundt reak-sjonsrøret for oppvarming av reaksjonsrøret ved forbrenning av brensel, og en konveksjonsseksjon som kommuniserer med forbrenningsstrålingsseksjonen, hvilken fremgangsmåte omfatter de følgende trinn: tilførsel av damp til en naturgass for fremstilling av en dampholdig naturgass,
føring av den dampholdige naturgass gjennom reformerens konveksjonsseksjon, hvorved den dampholdige naturgass forvarmes,
forvarming av karbondioksid ved føring av karbondioksidet gjennom reformerens konveksjonsseksjon,
tilførsel av den forvarmede dampholdige naturgass og det forvarmede karbondioksid til reaksjonsrøret, hvorved det dannes en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid,
innføring av syntesegassen i ovnen for partiell oksidasjon, og
innføring av oksygenholdig gass i ovnen for partiell oksidasjon, hvorved det finner sted en reaksjon mellom syntesegassen og oksygenet.
Ved hver av de ovenfor beskrevne fremgangsmåter for fremstilling av en syntesegass vil det være mulig å benytte karbondioksid som er blitt utvunnet fra for-brenningsavgassen dannet i reformerens forbrenningsstrålingsseksjon.
Det er også mulig å benytte karbondioksid utvunnet fra syntesegassen som fås på nedstrømssiden av reformeren.
Andre siktemål og fordeler med oppfinnelsen vil bli omtalt i den nedenstående beskrivelse og vil til dels være åpenbare i lys av denne eller vil tilegnes gjennom utøvelse av oppfinnelsen. Siktemålene og fordelen med oppfinnelsen kan realiseres og oppnås ved hjelp av de forordninger og kombinasjoner som angis nærmere nedenfor.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
De vedføyde tegninger, som utgjør en del av beskrivelsen, illustrerer for tiden foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, og sammen med den ovenstående generelle beskrivelse og den nedenstående mer detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelsesfor-mer tjerner de til å forklare prinsippene for oppfinnelsen. Fig. 1 er et strømningsskjema som illustrerer hovedfremstillingstrinnene ved fremstilling av syntesegass i et anlegg for syntese av bensin, kerosen og gassolje, som kan anvendes i henhold til en første utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 2 er et strømningsskjema som illustrerer hovedfremstillingstrinnene ved fremstilling av syntesegass i et anlegg for syntese av bensin, kerosen og gassolje, som kan anvendes i henhold til en andre utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 3 er et strømningsskjema som illustrerer hovedfremstillingstrinnene ved fremstilling av syntesegass i et anlegg for syntese av bensin, kerosen og gassolje, som kan anvendes i henhold til en tredje utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 4 er et strømningsskjema som illustrerer hovedfremstillingstrinnene ved fremstilling av syntesegass i et anlegg for syntese av bensin, kerosen og gassolje, som kan anvendes i henhold til en fjerde utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 5 er et strømningsskjema som illustrerer hovedfremstillingstrinnene ved fremstilling av syntesegass i et anlegg for syntese av bensin, kerosen og gassolje, som kan anvendes i henhold til en femte utførelsesform av oppfinnelsen.
NÆRMERE BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
Fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass (egnet for syntese av for eksempel bensin, kerosen og gassolje) skal nå beskrives med henvisning til tegningene.
Første utførelsesform
Fig. 1 er et strømningsskjema som illustrerer en hoveddel av anlegget for syntese av bensin, kerosen og gassolje som kan anvendes for fremstilling av en syntesegass i henhold til den første utførelsesform.
Med henvisning til Fig. 1 omfatter en reformer 10 et reaksjonsrør tilpasset til anvendelse for dampreforming, en forbrenningsstrålingsseksjon 12 anordnet rundt reaksjonsrøret 11 og utformet for oppvarming av reaksjonsrøret ved forbrenning av brensel, og en skorstein 14 som via en konveksjonsseksjon (varmegjenvinnende seksjon) 13 kommuniserer med forbrenningsstrålingsseksjonen 12. Reaksjonsrøret 11 er fylt for eksempel med en katalysator på nikkelbasis. En tilførselsledning for brensel 201 danner forbindelse med forbrenningsstrålingsseksjonen 12 av reformeren 10.
En rågasstilførselsledning 202er via en konveksjonsseksjon 13 av reformeren 10 forbundet med den øvre ende av reaksjonsrøret 11. Denne rågasstilførselsrørledning 202kan være utstyrt med en desulfureringsinnretning (ikke vist). En damptilførselsledning 2O3kommuniserer med rågasstilførselsledningen 2O2, som er anordnet på oppstrømssiden av konveksjonsseksjonen 13. En karbondioksidtilførselsledning 2O4er anordnet slik at den passerer gjennom et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 av reformeren 10 (et høytrykksparti innenfor konveksjonsseksjonen 13) og deretter kommuniserer med en seksjon av rågasstilføselsledningen 2O2, anordnet på nedstrømssiden av konveksjonsseksjonen 13, som rågasstilførselsledningen 202krysser. Fortrinnsvis er denne karbondioksidtilførselsledning 2O4anordnet slik at den kommuniserer med en seksjon av rågasstilførselsledningen 202som befinner seg i nærheten av innløpet til reaksjonsrøret 11.
Den nedre ende av reformerens 10 reaksjonsrør 11 er via en ledning 2O5forbundet med en gass-væske-separator 31. Denne ledning 205er utstyrt med en varmeveksler 32. Denne varmeveksler krysses av en ledning 206for oppvarming av for eksempel et kokervann som føres gjennom denne ledning 206for derved å generere en høytrykksdamp. Vannet som utskilles i gass-væske-separatoren 31 tas ut av reformeren 10 gjennom en ledning 207. Gassen (syntesegass) som skilles ut i gass-væskeseparatoren 31, føres via en ledning 20g inn i Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) 33, som for eksempel er fylt med en katalysator på koboltbasis. Katalysatoren som fylles i dette FT-reaksjonssystem 33 behøver for øvrig ikke være en katalysator på koboltbasis, men kan for eksempel være en katalysator på jernbasis.
En ledning 2O9for føring av for eksempel et kokervann, føres gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, hvorved forbrenningseksosgassen i konveksjonsseksjonen 13 varmeveksles med kokervannet. Dette resulterer i at forbrenningseksosgassen kjøles, og at kokervannet selv samtidig oppvarmes, slik at det dannes en høytrykksdamp.
Fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass skal så forklares med henvisning til det ovenfor omtalte synteseanlegg vist på Fig. 1.
Først tilføres et brensel for forbrenning via brenseltilførselsledningen 201til forbrenningsstrålingsseksjonen 12 i reformeren 10, for brenning av brenslet med luft, hvorved det indre av reaksjonsrøret 11 oppvarmes til en tilstrekkelig høy temperatur (for eksempel 850-90 °C). Denne oppvarming av reaksjonsrøret 11 foretas fordi reformeringsreaksjonen i reformeren 10 er en endoterm reaksjon. Forbrenningseksosgassen som inneholder karbondioksid, og som er dannet i denne forbrenningsstrålingsseksjon 12, tillates å strømme gjennom konveksjonsseksjonen 13 og inn i skorsteinen 14. Når forbrenningseksosgassen føres gjennom konveksjonsseksjonen 13, blir forbrenningseksosgassen varmevekslet med den nedenfor omtalte dampholdige naturgass som føres gjennom rågasstilførselsledningen 202, med karbondioksid som passerer gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2O4, og også med kokervann som passerer gjennom ledningen 2O9, hvorved forbrenningseksosgassen kjøles. Den således kjølte forbrenningseksosgass slippes deretter ut via skorsteinen 14 til atmosfæren.
Naturgass inneholdende metan som en hovedkomponent føres til rågasstilfør-selsledningen 2O2. På dette tidspunkt tilføres damp via damptilførselsledningen 2O3til naturgassen i et forhåndsbestemt mengdeforhold for å danne en dampholdig naturgass. Hva denne damp angår, kan man for eksempel benytte den damp som er blitt generert gjennom varmeveksling mellom kokervannet og syntesegassen i varmeveksleren 32 (vil bli redegjort for nedenfor) og likeledes den damp som er blitt generert gjennom en varmeveksling mellom kokervannet og forbrenningseksosgassen i konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10.
Den dampholdige naturgass føres gjennom rågasstilførselsledningen 202og forvarmes (opp til en temperatur som ikke vil føre til spaltning av hydrokarboner fra C2og oppover, som finnes i naturgassen, for eksempel opp til for eksempel 400-550 °C), når denne dampholdige naturgass passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, hvoretter den således oppvarmede dampholdige naturgass innføres i reaksjonsrøret 11, som er blitt oppvarmet til en tilstrekkelig høy temperatur. Karbondioksidet føres gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2O4, som via et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 kommuniserer med rågasstilførsels-ledningen 2O2, som ovenfor nevnt. Som en følge herav forvarmes karbondioksidet til en temperatur på 550-650 °C, hvilket er høyere enn temperaturen av den ovennevnte dampholdige naturgass, i løpet av den tid karbondioksidet passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10. Da dette forvarmede karbondioksid føres til et parti av rågass-tilførselsledningen 202som befinner seg nær innløpet til reaksjonsrøret 11, slik at det blandes med den ovennevnte dampholdige naturgass, kan en naturgass som er blitt blandet med karbondioksid og damp, og som er blitt oppvarmet til en høyere temperatur, innføres i reaksjonsrøret 11.
Den blandede gass omfattende naturgass inneholdende metan (CH4) som en hovedbestanddel, damp og karbondioksid som er blitt ført til reformerens 10 reaksjonsrør 11, underkastes så en dampreformeringsprosess, hvorunder metan hovedsakelig dampreformeres i nærvær av en katalysator anbrakt inne i reaksjonsrøret 11, hvorved det fås en syntesegass inneholdende hydrogengass, karbonmonoksid og karbondioksid med et molforhold H2/CO i området fra 1 til 2,5, i henhold til de følgende ligninger (1) og (2):
I henhold til disse ligninger (1) og (2) for reformeringsreaksjonen kan 4 mol hydrogen og ett mol karbondioksid dannes ved reaksjon mellom ett mol metan og 2 mol damp. I det aktuelle reaksjonssystem kan det imidlertid oppnås en sammensetning som ligger nær opp til sammensetningen ved kjemisk likevekt, som lar seg bestemme ut fra temperaturen og trykket ved utløpet av reaksjonsrøret.
Det vil for øvrig være fordelaktig, ved tilsetningen av damp og karbondioksid til naturgassen, å innstille innholdene av metan i naturgassen, damp og karbondioksid slik at molforholdet mellom metan (CH4) og damp (H2O) faller innenfor området CH4:H20 = 1:5.1:3, mens molforholdet mellom metan (CH4) og karbondioksid (CO2) faller innenfor området CH4:C02= 1:1-1:3.
Den således oppnådde syntesegass føres via ledningen 205til varmeveksleren 32 for derved å oppvarme kokervannet som strømmer gjennom ledningen 206, slik at det genereres en høytrykksdamp. Samtidig blir syntesegassen selv kjølt, og den føres deretter til gass-væske-separatoren 31, i hvilken vann skilles ut fra syntesegassen. Det således utskilte vann føres deretter ut av systemet gjennom en ledning 207. Den således oppnådde syntesegass føres så via ledningen 208til Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) 33, som er fylt for eksempel med en katalysator på koboltbasis, hvorved hydrogenet og karbonmonoksidet i syntesegassen tillates å reagere med hverandre, hvorved det syntetiseres bensin, kerosen og gassolje.
I henhold til denne første utførelsesform er reformeren 10 utformet slik at den omfatter reaksjonsrøret 11, forbrenningsstrålingsseksjonen 12 for oppvarming av reak-sjonsrøret 11 ved forbrenning av brensel med luft, og konveksjonsseksjonen 13 som kommuniserer med forbrenningsstrålingsseksjonen 12.1 dette tilfelle, hvor det tilføres en dampholdig naturgass og karbondioksid til reaksjonsrøret 11 etter forvarming av det i konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, vil den dampholdige naturgass og karbondioksidet bli tilført gjennom hver sin separate ledning. Den dampholdige naturgass vil således tilføres gjennom rågasstilførselsledningen 2O2, som, etter å være blitt ført gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, er forbundet med reaksjonsrøret 11, mens karbondioksidet blir ført gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2O4som, etter å ha passert gjennom et spesifikt parti av konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10 (spesielt et høytemperaturparti av konveksjonsseksjonen 13 som befinner seg nær forbrenningsstrålingsseksjonen 12), er forbundet med rågasstilførselsledningen 2O2, hvilket resulterer i at strømmen av naturgass blandet med damp og strømmen av karbondioksid føres sammen i nærheten av innløpet til reaksjonsrøret 11. Som en følge herav kan forvarmingen av karbondioksid som tilføres gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2O4i konveksjonsseksjonen 13 utføres slik at karbondioksidet oppvarmes til en tilstrekkelig høy temperatur, uten at man behøver bekymre seg om noen spaltning av C2-hydrokarboner og høyere hydrokarboner i naturgassen, hvilket ville kunne forekomme ved forsøk på å forvarme en naturgass blandet med både damp og karbondioksid i konveksjonsseksjonen 13. Derfor er det nå mulig å tilføre en naturgass blandet med damp og karbondioksid til reformerens reaksjonsrør under betingelser hvorunder naturgassen er blitt forvarmet opp til en høy temperatur, mens det er blitt mulig å hindre at C2-hydrokarboner og høyere hydrokarbo ner i naturgassen blir spaltet. Som et resultat herav - fordi mengden av brensel som må føres til forbrenningsstrålingsseksjonen 12 i reformeren 10 kan reduseres - kan reaksjonen mellom en naturgass (hovedsakelig metan i naturgassen), damp og karbondioksid utføres effektivt i reaksjonsrøret ved bruk av en minimumsmengde brensel, hvorved det fås en syntesegass inneholdende CO og H2. Brenselforbruket i reformeren kan således reduseres til et minimum.
I tillegg - fordi ikke bare rågasstilførselsledningen 2O2, men også karbondioksid-tilførselsledningen 2O4 er ført gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10 (nærmere bestemt et parti av konveksjonsseksjonen 13 som ligger nær forbrenningsstrålingsseksjonen 12), slik at karbondioksidet kan forvarmes under dets passering gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2O4- kan eksosvarmen fra reformeren 10 utnyttes effektivt.
Syntesegassen omfattende CO og H2 kan tilføres til Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-systemet) 33, som for eksempel er fylt med en katalysator på koboltbasis, hvorved hydrogenet og karbonmonoksidet som inneholdes i syntesegassen, tillates å reagere med hverandre, hvorved det blir mulig å syntetisere bensin, kerosen og gassolje.
Derfor er det nå mulig å spare inn på den mengde brensel som skal innføres i forbrenningsstrålingsseksjonen av reformeren og å utnytte effektivt reformerens eksosvarme for fremstilling av en syntesegass omfattende CO og H2som er egnet for syntese av bensin, kerosen og gassolje i for eksempel Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet ved tilførsel av en dampholdig naturgass og karbondioksid til reformeren.
Andre utførelsesform
Fig. 2 er et strømningsskjema som illustrerer en hoveddel av anlegget for syntese av bensin, kerosen og gassolje som kan anvendes for fremstilling av en syntesegass i henhold til den andre utførelsesform. På denne Fig. 2 er bestanddeler som også er benyttet i anlegget vist på Fig. 1 identifisert ved de samme henvisningstall, slik at det ikke skulle være nødvendig med noen forklaring av disse.
Dette synteseanlegg er kjennetegnet ved at en karbondioksidutvinningsinnretning 34 er anordnet i konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, hvilket muliggjør utvinning av karbondioksid fra forbrenningseksosgassen fra konveksjonsseksjonen 13. Denne karbondioksidutvinningsinnretning 34 er via en ledning 20io forbundet med en kompressor 35. Denne kompressor 35 er - via en karbondioksidtilførselsledning 20 n, som er anordnet slik at den passerer gjennom et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 i reformeren 10 (dvs. et høytemperaturområde i konveksjonsseksjonen 13) - forbundet med et parti av rågasstilførselsledningen 2O2som befinner seg på nedstrømssiden av konveksjonsseksjonen 13 som rågasstilførselsledningen 2O2krysser. Fortrinnsvis er denne karbondioksidtilførselsledning 20n anordnet slik at den kommuniserer med et parti av rågasstilførselsledningen 202som befinner seg i nærheten av innløpet til reaksjonsrøret 11.
Fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass skal så forklares med henvisning til synteseanlegget vist på Fig. 2.
Først innføres et brensel for forbrenning gjennom brenseltilførselsledningen 20i til forbrenningsstrålingsseksjonen 12 av reformeren 10 for brenning av brenslet med luft, hvorved det indre av reaksjonsrøret 11 varmes opp til en tilstrekkelig høy temperatur (for eksempel 850-900 °C). Denne oppvarming av reaksjonsrøret 11 foretas fordi reformeringsreaksjonen i reformeren 10 er en endoterm reaksjon. Forbrenningseksosgassen som inneholder karbondioksid, og som er dannet i denne forbrenningsstrålingsseksjon 12, tillates å strømme gjennom konveksjonsseksjonen 13 og inn i skorsteinen 14. Når forbrenningseksosgassen føres gjennom konveksjonsseksjonen 13, blir forbrenningseksosgassen varmevekslet med den nedenfor omtalte dampholdige naturgass som føres gjennom rågasstilførselsledningen 202, samt med karbondioksid ført gjennom karbon-dioksidtilførselsledningen 20n, samt også med kokervann som passerer gjennom ledningen 2O9, hvorved forbrenningseksosgassen kjøles. Karbondioksidet som inneholdes i den således kjølte forbrenningseksosgass, gjenvinnes i karbondioksidutvinningsinnretningen og føres deretter via ledningen 20i0til kompressoren 35. Forbrenningseksosgassen fra hvilken karbondioksid er blitt fjernet, slippes så ut via skorsteinen 14 til atmosfæren.
Naturgass inneholdende metan som en hovedkomponent føres til rågasstilfør-selsledningen 202. På dette tidspunkt tilføres damp via damptilførselsledningen 2O3til naturgassen i et forhåndsbestemt mengdeforhold for å danne en dampholdig naturgass. Hva denne damp angår, kan man for eksempel benytte den damp som er blitt generert gjennom varmeveksling mellom kokervannet og syntesegassen i varmeveksleren 32 (vil bli redegjort for nedenfor) og likeledes den damp som er blitt generert gjennom en varmeveksling mellom kokervannet og forbrenningseksosgassen i konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10.
Den dampholdige naturgass føres gjennom rågasstilførselsledningen 202og forvarmes (opp til en temperatur som ikke vil føre til spaltning av hydrokarboner fra C2og oppover, som finnes i naturgassen, for eksempel opp til for eksempel 400-550 °C), når denne dampholdige naturgass passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, hvoretter denne således oppvarmede blandede naturgass innføres i reaksjonsrøret 11, som er blitt oppvarmet til en tilstrekkelig høy temperatur. Karbondioksidet, som er blitt satt under trykk av kompressoren 35, føres gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2011, som - etter å ha passert gjennom et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 - er forbundet med rågasstilførselsledningen 202, som ovenfor nevnt. Som en følge herav forvarmes karbondioksidet til en temperatur på 550-650 °C, hvilket er høyere enn temperaturen av den ovennevnte dampholdige naturgass, i løpet av den tid da karbondioksidet passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10. Da dette forvarmede karbondioksid føres til et parti av rågasstilførselslednin-gen 2O2som befinner seg nær innløpet til reaksjonsrøret 11, slik at det blandes med den ovennevnte dampholdige naturgass, kan en naturgass som er blitt blandet med karbondioksid og damp, og som er blitt oppvarmet til en høyere temperatur, innføres i reak-sjonsrøret 11.
Den blandede gass omfattende naturgass inneholdende metan (CH4) som en hovedbestanddel, damp og karbondioksid, som er blitt ført til reformerens 10 reaksjons-rør 11, underkastes så en dampreformeringsprosess, hvorunder metan hovedsakelig dampreformeres i nærvær av en katalysator anbrakt inne i reaksjonsrøret 11, hvorved det fås en syntesegass inneholdende hydrogengass, karbonmonoksid og karbondioksid med et molforhold H2/CO i området fra 1 til 2,5 i henhold til de ovennevnte formler (1) og (2).
Det vil være fordelaktig, ved tilsetning av damp og karbondioksid til naturgassen, å innstille innholdene av metan i naturgassen, damp og karbondioksid slik at molforholdet mellom metan (CH4) og damp (H2O) faller innenfor området CH^F^O = 1:5.1:3, mens molforholdet mellom metan (CH4) og karbondioksid (CO2) faller innenfor området CH4:C02=1:1-1:3.
Den således oppnådde syntesegass føres via ledningen 205til varmeveksleren 32 for derved å oppvarme kokervannet som strømmer gjennom ledningen 206, slik at det genereres en høytrykksdamp. Samtidig blir syntesegassen selv kjølt, og den føres deretter til gass-væske-separatoren 31, i hvilken vann skilles ut fra syntesegassen. Det således utskilte vann føres deretter ut av systemet gjennom en ledning 207. Den således oppnådde syntesegass føres så via ledningen 20g til Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) 33, som er fylt for eksempel med en katalysator på koboltbasis, hvorved hydrogenet og karbonmonoksidet i syntesegassen tillates å reagere med hverandre, hvorved det syntetiseres bensin, kerosen og gassolje.
I denne andre utførelse er det nå, på samme måte som i den første utførelse, mulig å spare inn på den mengde brensel som skal tilføres til reformerens forbrenningsstrålingsseksjon og å utnytte effektivt eksosvarmen fra reformeren ved fremstilling av en syntesegass omfattende CO og H2som er egnet for syntese av bensin, kerosen og gassolje for eksempel i Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) ved tilførsel av dampholdig naturgass og karbondioksid til reformeren.
Da det er mulig å tilveiebringe karbondioksid uten at det er behov for noen annen karbondioksidkilde, fordi karbondioksidet som genereres i anlegget (hovedsakelig i reformeren) for fremstilling av syntesegass som innbefatter Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet, lar seg utvinne, og det således utvundne karbondioksid etter å være blitt forvarmet kan tilføres til den dampholdige naturgass på et sted på oppstrømssiden av reformeren, slik at det kan utnyttes som en råmaterialgass for den reformerte gass, lar en syntesegass omfattende hydrogengass og karbonmonoksid i et molforhold H2/CO som er egnet for syntese av bensin, kerosen og gassolje i henhold til Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet seg fremstille billig på et hvilket som helst sted som ikke vil være begrenset til lokalise-ringen av noen CCVgasskilde, som for eksempel et ammoniakkanlegg. Dessuten blir det mulig å unngå noe utslipp av karbondioksid, som anses å være en årsak til den globale oppvarming, i produksjonsanleggets omgivelser.
Tredje utførelsesform
Fig. 3 er et strømningsskjema som illustrerer en hoveddel av anlegget for syntese av bensin, kerosen og gassolje som kan anvendes for fremstilling av en syntesegass i henhold til den tredje utførelse. På denne Fig. 3 er de komponenter som er de samme som dem benyttet i anlegget vist på Fig. 1 identifisert ved de samme henvisningstall, hvorved det ikke skulle være nødvendig å forklare disse.
Dette synteseanlegg er kjennetegnet ved at en karbondioksidutvinningsinnretning 36 er forbundet med ledningen 205som forbinder varmeveksleren 32 med gass-væske-separatoren 31. Denne karbondioksidutvinningsinnretning 36 er via ledningen 20i2forbundet med en kompressor 35. Denne kompressor 35 er - via en karbondioksidtilførsels-ledning 20ii, som er anordnet slik at den passerer gjennom et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 i reformeren 10 (dvs. et høy-temperaturområde i konveksjonsseksjonen 13) - forbundet med et parti av rågasstilfør-selsledningen 2O2som befinner seg på nedstrømssiden av konveksjonsseksjonen 13 som rågasstilførselskanalen 202krysser. Fortrinnsvis er denne karbondioksidtilførselsledning 2011anordnet slik at den kommuniserer med et parti av rågasstilførselsledningen 2O2som befinner seg i nærheten av innløpet til reaksjonsrøret 11.
Fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass skal så forklares med henvisning til synteseanlegget vist på Fig. 3.
Først innføres et brensel for forbrenning gjennom brenseltilførselsledningen 20i til forbrenningsstrålingsseksjonen 12 av reformeren 10 for brenning av brenslet med luft, hvorved det indre av reaksjonsrøret 11 varmes opp til en tilstrekkelig høy temperatur (for eksempel 850-900 °C). Denne oppvarming av reaksjonsrøret 11 foretas fordi reformeringsreaksjonen i reformeren 10 er en endoterm reaksjon. Forbrenningseksosgassen som inneholder karbondioksid, og som er dannet i denne forbrenningsstrålingsseksjon 12, tillates å strømme gjennom konveksjonsseksjonen 13 og inn i skorsteinen 14. Når forbrenningseksosgassen føres gjennom konveksjonsseksjonen 13, blir forbrenningseksosgassen varmevekslet med den nedenfor omtalte dampholdige naturgass som føres gjennom rågasstilførselsledningen 202, samt med karbondioksid ført gjennom karbondi-oksidtilførselsledningen 20n, samt også med kokervann som passerer gjennom ledningen 209, hvorved forbrenningseksosgassen kjøles. Den således kjølte forbrenningseksosgass slippes så ut i atmosfæren gjennom skorsteinen 14.
Naturgass inneholdende metan som en hovedkomponent føres til rågasstilførsels-ledningen 202. På dette tidspunkt tilføres damp via damptilførselsledningen 2O3til naturgassen i et forhåndsbestemt mengdeforhold for å danne en dampholdig naturgass. Hva denne damp angår, kan man for eksempel benytte den damp som er blitt generert gjennom varmeveksling mellom kokervannet og syntesegassen i varmeveksleren 32 (vil bli redegjort for nedenfor) og likeledes den damp som er blitt generert gjennom en varmeveksling mellom kokervannet og forbrenningseksosgassen i konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10.
Den dampholdige naturgass føres gjennom rågasstilførselsledningen 202og forvarmes (opp til en temperatur som ikke vil føre til spaltning av hydrokarboner fra C2og oppover, som finnes i naturgassen, for eksempel opp til for eksempel 400-550 °C), når denne dampholdige naturgass passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, hvoretter den således oppvarmede blandede naturgass innføres i reaksjonsrøret 11, som er blitt oppvarmet til en tilstrekkelig høy temperatur. Karbondioksidet som er blitt utvunnet fra syntesegassen ved hjelp av en karbondioksidutvinningsinnretning 36 (vil bli forklart nedenfor), føres deretter via ledningen 20i2til kompressoren 35 for komprime-ring. Det således komprimerte karbondioksid blir så, sammen med karbondioksidet som er blitt tilført i tillegg fra ledningen 2O13, ført gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2011, som, etter å passert gjennom partiet av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12, er forbundet med den ovennevnte rågasstilførselsled-ning 202. Som en følge herav forvarmes karbondioksidet til en temperatur på 550-650 °C, hvilket er høyere enn temperaturen av den ovennevnte dampholdige naturgass, i løpet av den tid da karbondioksidet passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10. Da dette forvarmede karbondioksid føres til et parti av rågasstilførselsledningen 202som befinner seg nær innløpet til reaksjonsrøret 11, slik at det blandes med den ovennevnte dampholdige naturgass, kan en naturgass som er blitt blandet med karbondioksid og damp, og som er blitt oppvarmet til en høyere temperatur, innføres i reaksjonsrøret 11.
Den blandede gass omfattende naturgass inneholdende metan (CH4) som en hovedbestanddel, damp og karbondioksid, som er blitt ført til reformerens 10 reaksjons-rør 11, underkastes så en dampreformeringsprosess hvorunder metan hovedsakelig dampreformeres i nærvær av en katalysator anbrakt inne i reaksjonsrøret 11, hvorved det fås en syntesegass inneholdende hydrogengass, karbonmonoksid og karbondioksid med et molforhold H2/CO i området fra 1 til 2,5 i henhold til de ovenstående ligninger (1) og (2).
Det vil være fordelaktig, ved tilsetning av damp og karbondioksid til naturgassen, å innstille innholdene av metan i naturgassen, damp og karbondioksid slik at molforholdet mellom metan (CH4) og damp (H20) faller innenfor området CH4:H20 = 1:1,5-1:3, mens molforholdet mellom metan (CH4) og karbondioksid (C02) faller innenfor området CH4:C02= 1:1-1:3.
Den således oppnådde syntesegass føres via ledningen 205til varmeveksleren 32 for derved å oppvarme kokervannet som strømmer gjennom ledningen 206, slik at det genereres en høytrykksdamp. Samtidig blir syntesegassen selv kjølt, og den blir deretter tilført til karbondioksidutvinningsinnretningen 36, fra hvilken karbondioksid vil bli utvunnet. Det således utvundne karbondioksid tilføres via ledningen 20i2til kompressoren 35. Karbondioksidet som er blitt komprimert i kompressoren 35, føres sammen med den dampholdige naturgass til reaksjonsrøret 11. Syntesegassen fra hvilken karbondioksidet er blitt utskilt, tilføres til gass-væske-separatoren 31, i hvilken vann skilles ut fra syntesegassen. Det således utskilte vann tas deretter ut av systemet gjennom en rørled-ning 207. Den derved oppnådde syntesegass overføres så via ledningen 20s til Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) 33, som er fylt med for eksempel en katalysator på koboltbasis, hvorved hydrogenet og karbonmonoksidet som inneholdes i syntesegassen, bringes til å reagere med hverandre, hvorved det blir syntetisert bensin, kerosen og gassolje.
I denne tredje utførelse er det nå, på samme måte som i den første utførelse, mulig å spare inn på den mengde brensel som skal tilføres til reformerens forbrenningsstrålingsseksjon og å utnytte effektivt eksosvarmen fra reformeren ved fremstilling av en syntesegass omfattende CO og H2som er egnet for syntese av bensin, kerosen og gassolje for eksempel i Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) ved tilførsel av dampholdig naturgass og karbondioksid til reformeren.
Da dessuten karbondioksidet som inneholdes i syntesegassen utvinnes, slik at det - etter å være blitt forvarmet sammen med karbondioksidet som er blitt tilført separat som et supplement - tilføres til den dampholdige naturgass på et sted på oppstrømssiden av reformeren for å benyttes som en råmaterialegass for den reformerte gass, kan den mengde karbondioksid som må tilveiebringes reduseres sammenlignet med en fremgangsmåte hvor karbondioksid fremstilt i et separat anlegg blir benyttet som en råmaterialegass. Dessuten blir det mulig å unngå at karbondioksid, som anses å være en årsak til den globale oppvarming, blir sluppet ut fra produksjonsanlegget.
Fjerde utførelsesform
Fig. 4 er et strømningsskjema som illustrerer en hoveddel av anlegget for syntese av bensin, kerosen og gassolje som kan anvendes for fremstilling av en syntesegass i henhold til den fjerde utførelse. På denne Fig. 4 er de komponenter som er de samme som dem benyttet i anlegget vist på Fig. 1 identifisert ved de samme henvisningstall, hvorved det ikke skulle være nødvendig å forklare disse.
Dette synteseanlegg kjennetegnes ved at en preliminær reformer 37 er anordnet på oppstrømssiden av reformeren 10. Rågasstilførselsledningen 202kommuniserer med en toppseksjon av den preliminære reformer 37. Denne preliminære reformer 37 står via ledningen 20i4i forbindelse med den øvre ende av reformerens 10 reaksjonsrør 11. Denne ledning 20i4kommuniserer via konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10 med reaksjonsrøret 11. Karbondioksidtilførselsledningen 204er - etter å ha passert gjennom et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 i reformeren 10 (et høytrykksområde i konveksjonsseksjonen 13) - forbundet med et parti av ledningen 20i4som befinner seg på nedstrømssiden av konveksjonsseksjonen 13, som ledningen 20i4krysser. Fortrinnsvis er denne karbondioksidtilførselsledning 204anordnet slik at den kommuniserer med ledningen 20i4i et parti som befinner seg nær innløpet til reaksjonsrøret 11.
Fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass skal så forklares med henvisning til synteseanlegget vist på Fig. 4.
Først innføres et brensel for forbrenning gjennom brenseltilførselsledningen 201til forbrenningsstrålingsseksjonen 12 av reformeren 10 for brenning av brenslet med luft, hvorved det indre av reaksjonsrøret 11 varmes opp til en tilstrekkelig høy temperatur (for eksempel 850-900 °C). Denne oppvarming av reaksjonsrøret 11 foretas fordi reformeringsreaksjonen i reformeren 10 er en endoterm reaksjon. Forbrenningseksosgassen som inneholder karbondioksid, og som er dannet i denne forbrenningsstrålingsseksjon 12, tillates å strømme gjennom konveksjonsseksjonen 13 og inn i skorsteinen 14. Når forbrenningseksosgassen føres gjennom konveksjonsseksjonen 13, blir forbrenningseksosgassen varmevekslet med den nedenfor omtalte dampholdige naturgass som føres gjennom rågasstilførselsledningen 2O2, med dampholdig naturgass som er blitt preliminært reformert og ført gjennom ledningen 20i4, samt med karbondioksid som er blitt ført gjennom karbondioksidtilførselsledningen 204, samt også med kokervann som er blitt ført gjennom ledningen 2O9, hvorved forbrenningseksosgassen kjøles. Den således kjølte forbrenningseksosgass slippes så ut i atmosfæren gjennom skorsteinen 14.
Naturgass inneholdende metan som en hovedkomponent føres til rågasstilførsels-ledningen 2O2. På dette tidspunkt tilføres damp via damptilførselsledningen 2O3til naturgassen i et forhåndsbestemt mengdeforhold for å danne en dampholdig naturgass. Hva denne damp angår, kan man for eksempel benytte den damp som er blitt generert gjennom varmeveksling mellom kokervannet og syntesegassen i varmeveksleren 32 (vil bli redegjort for nedenfor) og likeledes den damp som er blitt generert gjennom en varmeveksling mellom kokervannet og forbrenningseksosgassen i konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10.
Den dampholdige naturgass føres gjennom rågasstilførselsledningen 202og forvarmes (opp til en temperatur som ikke vil føre til spaltning av hydrokarboner fra C2og oppover, som finnes i naturgassen, for eksempel opp til for eksempel 400-550 °C), når denne blandede naturgass passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, hvoretter denne således oppvarmede dampholdige naturgass innføres i en preliminær reformer 37.1 denne preliminære reformer 37 blir hydrokarbonene i naturgassen som har to eller flere karbonatomer, hovedsakelig etan, reformert til metan med ett karbonatom (Cl), CO ogH2.
Den således preliminært reformerte dampholdige naturgass føres så via ledningen 20i4 til reformerens 10 reaksjonsrør 11. Karbondioksidet føres gjennom karbondioksidtil-førselsledningen 2O4, som - etter å ha passert gjennom et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 - er forbundet med rågasstilførsels-ledningen 2O2. Som en følge herav forvarmes karbondioksidet til en temperatur på 550-650 °C, hvilket er høyere enn temperaturen av den ovennevnte dampholdige naturgass, i løpet av den tid da karbondioksidet passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10. Da dette forvarmede karbondioksid føres til et parti av ledningen 2014som befinner seg nær innløpet til reaksjonsrøret 11, slik at det blandes med den ovennevnte dampholdige naturgass, kan en naturgass som er blitt blandet med karbondioksid og damp, og som er blitt oppvarmet til en høyere temperatur, innføres i reaksjonsrøret 11.
Den blandede gass omfattende naturgass inneholdende metan (CH4) som en hovedbestanddel, damp og karbondioksid, som er blitt ført til reformerens 10 reaksjons-rør 11, underkastes så en dampreformeringsprosess, hvorunder metan hovedsakelig dampreformeres i nærvær av en katalysator anordnet inne i reaksjonsrøret 11, hvorved det fås en syntesegass inneholdende hydrogengass, karbonmonoksid og karbondioksid med et molforhold H2/CO i området fra 1 til 2,5 i henhold til de ovennevnte ligninger (1) og (2).
I henhold til disse ligninger (1) og (2) for reformeringsreaksjonen kan 4 mol hydrogen og ett mol karbondioksid dannes ved reaksjonen mellom ett mol metan og 2 mol damp. I det aktuelle reaksjonssystem kan det imidlertid oppnås en sammensetning som ligger nær opp til en sammensetning ved kjemisk likevekt som lar seg bestemme ut fra temperaturen og trykket ved utløpet av reaksjonsrøret 11.
Det vil være fordelaktig, ved tilsetning av damp og karbondioksid til naturgassen, å innstille innholdene av metan i naturgassen, damp og karbondioksid slik at molforholdet mellom metan (CH4) og damp (H20) faller innenfor området CH4:H20 = 1:1,5-1:3, mens molforholdet mellom metan (CH4) og karbondioksid (C02) faller innenfor området CH4:C02= 1:1-1:3.
Den således oppnådde syntesegass føres via ledningen 205til varmeveksleren 32 for derved å oppvarme kokervannet som strømmer gjennom ledningen 206, slik at det genereres en høytrykksdamp. Samtidig blir syntesegassen selv kjølt og den blir deretter innført i gass-væske-separatoren 31, hvor vann skilles fra syntesegassen. Det således utskilte vann tas deretter ut av systemet gjennom en ledning 207. Den således oppnådde syntesegass overføres så via ledningen 20g til Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) 33, som for eksempel er fylt med en katalysator på koboltbasis, hvorved hydrogenet og karbonmonoksidet som inneholdes i syntesegassen vil reagere med hverandre under syntese av bensin, kerosen og gassolje.
I denne fjerde utførelse er det, på samme måte som i den første utførelse, mulig å spare inn på den mengde brensel som skal tilføres til reformerens forbrenningsstrålingsseksjon og å utnytte effektivt eksosvarmen fra reformeren ved fremstilling av en syntesegass omfattende CO og H2som er egnet for syntese av bensin, kerosen og gassolje for eksempel i Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) ved tilførsel av dampholdig naturgass og karbondioksid til reformeren.
Da den preliminære reformer 37 er anordnet på oppstrømssiden av reformeren 10 for derved å gjøre det mulig å reformere preliminært hydrokarbonene i naturgassen som har to eller flere karbonatomer, hovedsakelig etan, til metan, som har ett karbonatom, CO og H2, er det mulig å lette den termiske belastning i reformeren 10. Som en følge herav kan mengden av brensel som tilføres til forbrenningsstrålingsseksjonen 12 i reformeren 10 reduseres, hvorved det blir mulig å fremstille en syntesegass med en redusert mengde brensel.
Femte utførelsesform
Fig. 5 er et strømningsskjema som illustrerer en hoveddel av anlegget for syntese av bensin, kerosen og gassolje som kan anvendes for fremstilling av en syntesegass i henhold til den femte utførelse. På denne Fig. 5 er de komponenter som er de samme som dem benyttet i anlegget vist på Fig. 1 identifisert ved de samme henvisningstall, hvorved det ikke skulle være nødvendig å forklare disse.
Dette synteseanlegg er kjennetegnet ved at en ovn 38 for partiell oksidasjon er anordnet i et område av ledningen 205som befinner seg på nedstrømssiden av reformeren 10 og mellom den nedre ende av reaksjonsrøret 11 og varmeveksleren 32. En gasstilfør-selsledning (oksygentilførselsledning) 20i5 er forbundet med ovnen 38 for partiell oksidasjon.
Fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass skal så forklares med henvisning til synteseanlegget vist på Fig. 5.
Først innføres et brensel for forbrenning gjennom brenseltilførselsledningen 20i til forbrenningsstrålingsseksjonen 12 av reformeren 10 for brenning av brenslet med luft, hvorved det indre av reaksjonsrøret 11 varmes opp til en tilstrekkelig høy temperatur (for eksempel 850-900 °C). Denne oppvarming av reaksjonsrøret 11 foretas fordi reformeringsreaksjonen i reformeren 10 er en endoterm reaksjon. Forbrenningseksosgassen som inneholder karbondioksid, og som er dannet i denne forbrenningsstrålingsseksjon 12, tillates å strømme gjennom konveksjonsseksjonen 13 og inn i skorsteinen 14. Når forbrenningseksosgassen føres gjennom konveksjonsseksjonen 13, blir forbrenningseksosgassen varmevekslet med den nedenfor omtalte dampholdige naturgass som føres gjennom rågasstilførselsledningen 202, med karbondioksid som føres gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2O4, og også med kokervann som føres gjennom lednin gen 2O9, hvorved forbrenningseksosgassen kjøles. Den således kjølte forbrenningseksosgass slippes så ut i atmosfæren gjennom skorsteinen 14.
Naturgass inneholdende metan som en hovedkomponent føres til rågasstilførsels-ledningen 202. På dette tidspunkt tilføres damp via damptilførselsledningen 203til naturgassen i et forhåndsbestemt mengdeforhold for å danne en dampholdig naturgass. Hva denne damp angår, kan man for eksempel benytte den damp som er blitt generert gjennom varmeveksling mellom kokervannet og syntesegassen i varmeveksleren 32 (vil bli redegjort for nedenfor) og likeledes den damp som er blitt generert gjennom en varmeveksling mellom kokervannet og forbrenningseksosgassen i konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10.
Den dampholdige naturgass føres gjennom rågasstilførselsledningen 202og forvarmes (opp til en temperatur som ikke vil føre til spaltning av hydrokarboner fra C2og oppover, som finnes i naturgassen, for eksempel opp til for eksempel 400-550 °C), når denne dampholdige naturgass passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10, hvoretter denne således forvarmede blandede naturgass føres til reformerens 10 reaksjonsrør 11. Karbondioksidet føres gjennom karbondioksidtilførselsledningen 2O4, som - etter å være blitt ført gjennom et parti av konveksjonsseksjonen 13 i nærheten av forbrenningsstrålingsseksjonen 12 - danner forbindelse med rågasstilførselsledningen 202. Som en følge herav forvarmes karbondioksidet til en temperatur på 550-650 °C, hvilket er høyere enn temperaturen av den ovennevnte dampholdige naturgass, i løpet av den tid da karbondioksidet passerer gjennom konveksjonsseksjonen 13 i reformeren 10. Da dette forvarmede karbondioksid føres til et parti av rågasstilførselsledningen 202som befinner seg nær innløpet til reaksjonsrøret 11, slik at det blandes med den ovennevnte dampholdige naturgass, kan en naturgass som er blitt blandet med karbondioksid og damp, og som er blitt oppvarmet til en høyere temperatur, innføres i reaksjonsrøret 11.
Den blandede gass omfattende naturgass inneholdende metan (CH4) som en hovedbestanddel, damp og karbondioksid, som er blitt ført til reformerens 10 reak-sjonsrør 11, underkastes så en dampreformeringsprosess, hvorunder metan hovedsakelig dampreformeres i nærvær av en katalysator anordnet inne i reaksjonsrøret 11, hvorved det fås en reformert gass inneholdende hydrogengass, karbonmonoksid og karbondioksid i henhold til de ovenstående ligninger (1) og (2).
I henhold til disse ligninger (1) og (2) for reformeringsreaksjonen kan 4 mol hydrogen og ett mol karbondioksid dannes ved reaksjonen mellom ett mol metan og 2 mol damp. I det aktuelle reaksjonssystem kan det imidlertid oppnås en sammensetning som ligger nær opp til en sammensetning ved kjemisk likevekt som lar seg bestemme ut fra temperaturen og trykket ved utløpet av reaksjonsrøret 11.
Det vil være fordelaktig, ved tilsetning av damp og karbondioksid til naturgassen, å innstille innholdene av metan i naturgassen, damp og karbondioksid slik at molforholdet mellom metan (CH4) og damp (H20) faller innenfor området CH4:H20 = 1:1,5-1:3, mens molforholdet mellom metan (CH4) og karbondioksid (CO2) faller innenfor området CH4:C02= 1:1-1:3.
Den således oppnådde reformerte gass føres via ledningen 205til ovnen 38 for partiell oksidasjon, i hvilken ovn hydrogenet i den reformerte gass brennes med oksygenet som er blitt innført i denne gjennom oksygentilførselsledningen 2O15. Da den reformerte gass oppvarmes til en høyere temperatur, genereres i dette tilfelle CO og H2i henhold til den ovenfor angitte reaksjonsligning (1). Da mengden av hydrogen i den reformerte gass avtar i ovnen 38 for partiell oksidasjon, blir det mulig å fremstille en syntesegass med et molforhold H2/CO = 1-2,5.
Syntesegassen som dannes i ovnen 38 for partiell oksidasjon tilføres via ledningen 2O5til varmeveksleren 32 for oppvarming av kokervannet som strømmer gjennom ledningen 206, for derved å generere en høytrykksdamp. Samtidig blir syntesegassen selv kjølt og deretter tilført til gass-væske-separatoren 31.1 denne gass-væske-separator 31 blir syntesegassen skilt fra vannet, og det utskilte vann føres deretter ut av systemet gjennom en ledning 207. Den således oppnådde syntesegass overføres deretter via ledningen 20g til Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet (FT-reaksjonssystemet) 33, som er fylt for eksempel med en katalysator på koboltbasis, hvorved hydrogenet og karbonmonoksidet som inneholdes i syntesegassen, bringes til å reagere med hverandre, hvorved det syntetiseres bensin, kerosen og gassolje.
I henhold til denne femte utførelsesform innføres den dampholdige naturgass og karbondioksid i reformeren, og den resulterende reformerte gass føres fra reformeren og til ovnen for partiell oksidasjon, i hvilken hydrogen som inneholdes i den reformerte gass brennes med oksygen tilført separat til denne ovn for partiell oksidasjon. Som en følge herav er det nå mulig å fremstille en syntesegass omfattende CO og H2som egner seg for syntetisering av bensin, kerosen og gassolje i for eksempel Fischer-Tropsch-reaksjonssysternet (FT-reaksjonssystemet) og dessuten å oppnå en innsparing i mengden av brensel som skal tilføres til reformerens forbrenningsstrålingsseksjon, og samtidig å oppnå en effektiv utnyttelse av eksosvarmen fra reformeren.
Den preliminære reformer som er omtalt i den ovenstående beskrivelse av den fjerde utførelsesform, kan for øvrig også anvendes i synteseanleggene ifølge de ovenfor omtalte andre og tredje utførelsesformer.
Skjønt den reformerte gass og oksygen innføres hver for seg i ovnen for partiell oksidasjon i den ovenfor beskrevne femte utførelsesform, kan en blandet gass omfattende oksygen og karbondioksid anvendes istedenfor disse. I dette tilfelle bør karbondioksidet fortrinnsvis innlemmes i den blandede gass i en mengde av fra 30 til 200 vol%, beregnet på oksygenet. Når en slik blandet gass omfattende oksygen og karbondioksid benyttes, vil reaksjonen mellom hydrogen og oksygen i den reformerte gass i ovnen for partiell oksidasjon bli langsommere, hvorved det blir mulig å redusere risikoen for eksplosjon til et minimum.
Det er også mulig, i denne femte utførelsesform, å tilføre damp til ovnen for partiell oksidasjon. Når damp tilføres til ovnen for partiell oksidasjon, blir det mulig å undertrykke eller hindre dannelse av fritt karbon, hvilket vil hindre FT-syntesereaksjonen i ovnen for partiell oksidasjon.
Ovnen for partiell oksidasjon som er beskrevet i forbindelse med den femte utførelsesform, kan installeres også i synteseanleggene ifølge de ovenfor omtalte andre, tredje og fjerde utførelsesformer. I dette tilfelle kan en blandet gass omfattende den reformerte gass, oksygen og karbondioksid innføres i ovnen for partiell oksidasjon. Det er også mulig, i disse andre, tredje og fjerde utførelsesformer, å tilføre damp til ovnen for partiell oksidasjon.
I utførelsesformene 1-5 blir syntesegassen som fremstilles i reformeren, innført i Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet for syntetisering av bensin, osv. Imidlertid kan syntesegass som fremstilles i reformeren, også benyttes for syntese av metanol eller dimetyleter.
Som ovenfor forklart er det mulig i henhold til oppfinnelsen å tilføre dampholdig naturgass og karbondioksid, oppvarmet til en høy temperatur, til en reformer for dermed å redusere brenselforbruket i reformeren, og likeledes å oppnå en effektiv utnyttelse av eksosvarmen som genereres i reformeren. Det tilveiebringes således i henhold til oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass som er egnet for syntese av bensin, kerosen og gassolje etter Fischer-Tropsch-reaksjonssystemet, eller for syntese av metanol eller dimetyleter, til lave kostnader.
Ytterligere fordeler og modifikasjoner vil være åpenbare for fagfolk på området. Oppfinnelsen er derfor, i dens bredere aspekter, ikke begrenset til de spesifikke detaljer og representative utførelser som her er vist og beskrevet. Følgelig kan mange modifikasjoner gjøres, uten at det avvikes fra den generelle oppfinnelsesidé og oppfinnelsens rammer, slik disse er definert i de vedheftede krav.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ved bruk av et synteseanlegg omfattende en reformer (10) som har et dampreformeringsreaksjonsrør (11), en forbrenningsstrålingsseksjon (12) anordnet rundt reaksjonsrøret (11) for oppvarming av reaksjonsrøret (11) ved forbrenning av brensel, og en konveksjonsseksjon (13) som kommuniserer med forbrenningsstrålingsseksjonen (12), karakterisert vedat den omfatter de følgende trinn: tilførsel av damp til en naturgass for fremstilling av en dampholdig naturgass, føring av den dampholdige naturgass gjennom reformerens (10) konveksjonsseksjon (13), hvorved den dampholdige naturgass forvarmes opp til en første temperatur som ikke vil spalte hydrokarboner av C2eller mer som fins i naturgassen, forvarming av karbondioksid opp til en andre temperatur fra 550 °C til 650 °C som er høyere enn den første temperatur ved føring av karbondioksidet gjennom reformerens (10) konveksjonsseksjon (13), og tilførsel av den forvarmede dampholdige naturgass og det forvarmede karbondioksid til reaksjonsrøret (11), hvorved det dannes en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra forbrenningsgassen som genereres i reformerens (10) forbrenningsstrålingsseksjon (12).
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra syntesegassen dannet på nedstrømssiden av reformeren (10).
4. Fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ved bruk av et synteseanlegg omfattende en reformer (10) og en preliminær reformer (37) som er anordnet på reformerens (10) oppstrømsside, hvilken reformer (10) omfatter et dampreformeringsreaksjonsrør (11), en forbrenningsstrålingsseksjon (12) anordnet rundt reaksjonsrøret (11) for oppvarming av reaksjonsrøret (11) ved forbrenning av brensel, og en konveksjonsseksjon (13) som kommuniserer med forbreningsstrålingsseksjonen (12), karakterisert vedat den omfatter de følgende trinn: tilførsel av damp til en naturgass for fremstilling av en dampholdig naturgass, føring av den dampholdige naturgass gjennom reformerens (10) konveksjonsseksjon (13), hvorved den dampholdige naturgass forvarmes opp til en første temperatur som ikke vil spalte hydrokarboner av C2eller mer som fins i naturgassen, tilførsel av den forvarmede dampholdige naturgass via den preliminære reformer (10) til reaksjonsrøret (11), forvarming av karbondioksid opp til en andre temperatur fra 550 °C til 650 °C som er høyere enn den første temperatur ved føring av karbondioksidet gjennom reformerens (10) konveksjonsseksjon (13), og tilførsel av det forvarmede karbondioksid via en ledning som er anordnet mellom reaksjonsrøret (11) og den preliminære reformer (37) og føring av den forvarmede dampholdige naturgass og det forvarmede karbondioksid til reaksjonsrøret (11), og derved produsere en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra forbrenningsgassen som genereres i reformerens (10) forbrenningsstrålingsseksjon (12).
6. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra syntesegassen dannet på nedstrømssiden av reformeren (10).
7. Fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ifølge krav lved bruk av et synteseanlegg videre omfattende en ovn (38) for partiell oksidasjon anordnet på ned-strømssiden av reformeren (10), viderekarakterisert vedat den omfatter de følgende trinn: innføring av syntesegassen i ovnen (38) for partiell oksidasjon, og innføring av oksygenholdig gass i ovnen (38) for partiell oksidasjon, hvorved det finner sted en reaksjon mellom syntesegassen og oksygenet.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra forbrenningsgassen som genereres i reformerens (10) forbrenningsstrålingsseksjon (12).
9. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra syntesegassen dannet på nedstrømssiden av reformeren (10).
10. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat den oksygenholdige gass er oksygen.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat den oksygenholdige gass er en blandet gass inneholdende oksygen og karbondioksid.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat damp tilføres i tillegg til ovnen (38) for partiell oksidasjon.
13. Fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass ifølge krav 4 ved bruk av et synteseanlegg videre omfattende en ovn (38) for partiell oksidasjon anordnet på nedstrømssiden av reformeren (10), viderekarakterisert vedat den omfatter de følgende trinn: innføring av syntesegassen i ovnen (38) for partiell oksidasjon, og innføring av oksygenholdig gass i ovnen (38) for partiell oksidasjon, og derved tillate en reaksjon mellom syntesegassen og oksygenet.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra forbrenningsgassen som genereres i reformerens (10) forbrenningsstrålingsseksjon (12).
15. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat karbondioksidet utvinnes fra syntesegassen dannet på nedstrømssiden av reformeren (10).
16. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat den oksygenholdige gass er oksygen.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat den oksygenholdige gass er en blandet gass inneholdende oksygen og karbondioksid.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat damp tilføres i tillegg til ovnen (38) for partiell oksidasjon.
NO20011754A 2000-08-16 2001-04-06 Fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass NO335754B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000246912A JP4427173B2 (ja) 2000-08-16 2000-08-16 合成ガスの製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20011754D0 NO20011754D0 (no) 2001-04-06
NO20011754L NO20011754L (no) 2002-02-18
NO335754B1 true NO335754B1 (no) 2015-02-02

Family

ID=18737114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20011754A NO335754B1 (no) 2000-08-16 2001-04-06 Fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6475409B2 (no)
EP (1) EP1180495B1 (no)
JP (1) JP4427173B2 (no)
AU (1) AU745685B2 (no)
DK (1) DK1180495T3 (no)
NO (1) NO335754B1 (no)
RU (1) RU2204527C2 (no)
ZA (1) ZA200102065B (no)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030162846A1 (en) * 2002-02-25 2003-08-28 Wang Shoou-L Process and apparatus for the production of synthesis gas
EP1466864A3 (en) * 2003-04-09 2004-12-29 Forni-Tecnica S.r.l. Method, system and plant for regulating a gas generator
CA2430088A1 (en) 2003-05-23 2004-11-23 Acs Engineering Technologies Inc. Steam generation apparatus and method
EP1714941B1 (en) * 2004-02-09 2012-10-24 NGK Insulators, Ltd. Process for reforming hydrocarbons with carbon dioxide by the use of a selectively permeable membrane reactor
EA009247B1 (ru) * 2004-03-19 2007-12-28 УОРЛД ДжиТиЭл, ИНК. Способ и система для превращения природного газа в жидкие углеводороды
EP1816101B1 (en) * 2004-10-26 2012-08-22 NGK Insulators, Ltd. Industrial furnace with steam reforming apparatus and method for steam reforming using the same
MX2007008729A (es) 2005-01-18 2008-03-04 Enquest Power Corp Metodo para reformado por vapor de material carbonaceo.
US20080260631A1 (en) 2007-04-18 2008-10-23 H2Gen Innovations, Inc. Hydrogen production process
US8240370B2 (en) * 2009-12-18 2012-08-14 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated hydrogen production and hydrocarbon extraction
JP5863421B2 (ja) 2011-11-30 2016-02-16 三菱重工業株式会社 ガソリン又はジメチルエーテルを製造するシステム又は方法
JP5995447B2 (ja) * 2012-01-17 2016-09-21 三菱重工業株式会社 ガソリン製造装置
JP6116801B2 (ja) 2012-01-17 2017-04-19 三菱重工業株式会社 ガソリンを製造するシステム又は方法
US9309130B2 (en) 2013-10-23 2016-04-12 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated process for the production of hydrogen and water
US9951689B2 (en) * 2014-07-17 2018-04-24 Saudi Arabian Oil Company Integrated calcium looping combined cycle for sour gas applications
DE102015004213A1 (de) * 2015-03-31 2016-10-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und eine Anlage zur Erzeugung von Synthesegas
US10738247B2 (en) * 2017-11-15 2020-08-11 Gas Technology Institute Processes and systems for reforming of methane and light hydrocarbons to liquid hydrocarbon fuels
EP4330344A2 (en) 2021-04-28 2024-03-06 Torrgas Technology B.V. Process to prepare lower olefins

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8520567D0 (en) * 1985-08-16 1985-09-25 British Petroleum Co Plc Production of synthesis gas
US4861351A (en) * 1987-09-16 1989-08-29 Air Products And Chemicals, Inc. Production of hydrogen and carbon monoxide
GB9000389D0 (en) * 1990-01-08 1990-03-07 Ici Plc Steam reforming
CN1033224C (zh) * 1993-03-10 1996-11-06 四川蜀华化工新技术开发有限公司 天然气换热式转化造气工艺
JPH097617A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Tokyo Gas Co Ltd 脱硫器の温度制御装置
GB9817526D0 (en) * 1998-08-13 1998-10-07 Ici Plc Steam reforming
DK1008577T4 (da) * 1998-12-07 2006-06-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fremgangsmåde til fremstilling af methanol

Also Published As

Publication number Publication date
AU2801701A (en) 2002-02-21
ZA200102065B (en) 2001-09-12
AU745685B2 (en) 2002-03-28
US6475409B2 (en) 2002-11-05
JP4427173B2 (ja) 2010-03-03
JP2002060202A (ja) 2002-02-26
RU2204527C2 (ru) 2003-05-20
US20020025987A1 (en) 2002-02-28
NO20011754D0 (no) 2001-04-06
EP1180495B1 (en) 2016-07-06
DK1180495T3 (en) 2016-08-29
EP1180495A3 (en) 2004-06-09
NO20011754L (no) 2002-02-18
EP1180495A2 (en) 2002-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO335754B1 (no) Fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass
CA2472326C (en) Process for the production of hydrocarbons
CA1144099A (en) Catalytic steam reforming of hydrocarbons
AU2002324270B2 (en) Production of synthesis gas and synthesis gas derived products
EP4257543A1 (en) Ammonia decomposition device
EA006718B1 (ru) Реформинг природного газа в синтез-газ с использованием окисления водорода в пар
EP4257541A1 (en) Ammonia decomposition apparatus
JPS6261521B2 (no)
AU2002367448A1 (en) Process for the production of hydrocarbons
EP1162170B2 (en) Method of manufacturing a synthesis gas to be employed for the synthesis of gasoline, kerosene and gas oil
CA3185308C (en) Low carbon hydrogen fuel
US6863879B2 (en) Installation and process for the production of synthesis gas comprising a reactor for steam reforming and a reactor for converting CO2 heated by a hot gas
JP6980795B2 (ja) 燃焼のための酸素および燃料の予熱と組み合わせてプレ−リフォーマーを使用する強化された廃熱回収
CN105836707A (zh) 非催化部分氧化-重整炉和利用其制备合成气的方法
NO162376B (no) Fremgangsmaate til fremstilling av syntesegass med en sammensetning egnet for syntese av metanol.
CA2852267C (en) Systems and methods for the use of fischer-tropsch tail gas in a gas to liquid process
US8671695B2 (en) Process for the production of hydrogen with total recovery of CO2 and reduction of unconverted methane
US20100108948A1 (en) Process to prepare a mixture of hydrogen and carbon monoxide
Al-Tamimi Gtl Efficiency
PL183636B1 (pl) Reaktor oraz sposób wytwarzania gazu syntezowego, zwłaszcza dla syntez organicznych, produkcji metanolu lub amoniaku

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees